CN112148265A - 一种气象观测数据格式转换系统和方法 - Google Patents

一种气象观测数据格式转换系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种气象观测数据格式转换系统及方法，所述系统包括地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集和测风塔观测格式转换模块集。本发明提供的系统为标准化的、易于使用的气象观测数据格式转换系统。该系统基于Fortran编程语言，提供统一的气象观测数据结构，使用哈希表和双向链表组织程序变量。在此基础上，建立不同类型气象观测数据的解析和输出模块，以及通用工具和气象常用公式计算模块，统一数据缺测值。

Description

一种气象观测数据格式转换系统和方法
技术领域
本发明属于气象观测数据格式转换技术领域，具体涉及一种气象观测数据格式转换系统和方法。
背景技术
气象观测具有多源性、多观测手段性，每时每刻会产生大量不同类型、不同格式的数据，对这些数据进行整理和清洗是非常繁琐的工作任务，以往存在大量零碎的格式转换程序，使用多种编程语言，编写规范参差不齐，并且程序之间无法互用，更没有便于二次开发的统一数据结构，因此需要设计一种统一的观测数据结构，并在此基础上建立多种格式转换模块，能够将不同来源、不同格式的数据解析进观测数据结构，然后再写出成需要的数据格式，用于气象资料同化或气象模式订正系统。
发明内容
本发明针对上述缺陷，构建一种标准化的、易于使用的气象观测数据格式转换系统并采用该系统进行气象观测数据格式转换。该系统基于Fortran编程语言，提供统一的气象观测数据结构，使用哈希表和双向链表组织程序变量。在此基础上，建立不同类型气象观测数据的解析和输出模块，以及通用工具和气象常用公式计算模块，统一数据缺测值。
本发明提供如下技术方案：一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，包括地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集、测风塔观测格式转换模块集；
所述地面气象观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、定时值FTM文本格式数据、A文本格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述无线电探空观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述风廓线观测格式转换模块集，用于解析中国气象局发送的ZRADA格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述海洋观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述飞机报观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述测风塔观测格式转换模块集，用于解析NRG文本格式、内部处理的文本格式，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据。
进一步地，所述地面气象台站观测格式转换模块集，包括地面观测数据结构模块、中国气象局定时值文本格式模块、中国气象局A文本格式模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模式、ODB数据格式模块。
进一步地，所述无线电探空观测格式转换模块集，包括探空观测数据结构模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
进一步地，所述风廓线观测格式转换模块集，包括风廓线观测数据结构模块、中国气象局ZRADA格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
进一步地，所述海洋观测格式转换模块集，包括海洋观测数据结构模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
进一步地，所述飞机报观测格式转换模块集，包括飞机报观测数据格式模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
进一步地，所述测风塔观测格式转换模块集，包括测风塔观测数据格式模块、NRG文本数据格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
本发明还提供一种气象观测数据格式转换方法，包括以下步骤：
1)中国气象局CIMISS系统观测点采集观测到的气象数据，所述数据带有站点编号、空间位置和观测记录链表信息，依状派发给地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集和测风塔观测格式转换模块集，进行数据处理；
2)所述地面气象观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISs系统派发的XML格式数据、定时值FTM文本格式数据、A文本格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
3)所述无线电探空观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
4)所述风廓线观测格式转换模块集，解析中国气象局发送的ZRADA格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
5)所述海洋观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
6)所述飞机报观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
7)所述测风塔观测格式转换模块集，解析NRG文本格式、内部处理的文本格式，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供的气象观测数据格式转换系统为标准化的、易于使用的气象观测数据格式转换系统。该系统基于Fortran编程语言，提供统一的气象观测数据结构，使用哈希表和双向链表组织程序变量。在此基础上，建立不同类型气象观测数据的解析和输出模块，以及通用工具和气象常用公式计算模块，统一数据缺测值。
2、本发明提供的气象观测数据格式转换系统分别通过地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集和测风塔观测格式转换模块集对中国气象局CIMISS系统派发的各种格式的数据进行转换，统一转换为LITTLE_R数据同化格式的数据和ODB数据格式的数据，便于气象数据的统计和分析。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明提供的气象观测数据格式转换系统整体结构示意图；
图2为本发明提供的气象观测数据格式转换系统初步采集观测数据流程图；
图3为本发明提供的地面气象观测格式转换模块集工作流程示意图；
图4为无线电探空观测格式转换模块集工作流程示意图；
图5为风廓线观测格式转换模块集工作流程示意图；
图6为海洋观测格式转换模块集工作流程示意图；
图7为飞机报观测格式转换模块集工作流程示意图。
图8为测风塔观测格式转换模块集工作流程示意图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种气象观测数据格式转换系统，包括地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集和测风塔观测格式转换模块集；
地面气象观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、定时值FTM文本格式数据、A文本格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式和数据ODB格式数据；
无线电探空观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
风廓线观测格式转换模块集，用于解析中国气象局发送的ZRADA格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
海洋观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
飞机报观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
测风塔观测格式转换模块集，用于解析NRG文本格式、内部处理的文本格式，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据。
其中，地面气象观测格式转换模块集，包括地面观测数据结构模块、中国气象局定时值文本格式模块、中国气象局A文本格式模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEPPREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模式、ODB数据格式模块。
其中，无线电探空观测格式转换模块集，包括探空观测数据结构模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
其中，风廓线观测格式转换模块集，包括风廓线观测数据结构模块、中国气象局ZRADA格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
其中，海洋观测格式转换模块集，包括海洋观测数据结构模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
其中，飞机报观测格式转换模块集，包括飞机报观测数据格式模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
其中，测风塔观测格式转换模块集，包括测风塔观测数据格式模块、NRG文本数据格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
实施例2
本实施例提供一种采用实施例1提供的系统的气象观测数据格式转换方法，包括以下步骤：
1)如图2所示，中国气象局CIMISS系统观测点采集观测到的气象数据，数据带有站点编号、空间位置和观测记录链表信息，依次派发给地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集和测风塔观测格式转换模块集，进行数据处理；
2)如图3所示，地面气象观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、定时值FTM文本格式数据、A文本格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
3)如图4所示，无线电探空观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
4)如图5所示，风廓线观测格式转换模块集，解析中国气象局发送的ZRADA格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
5)如图6所示，海洋观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
6)如图7所示，飞机报观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
7)如图8所示，测风塔观测格式转换模块集，解析NRG文本格式、内部处理的文本格式，并将数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，包括地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集和测风塔观测格式转换模块集；
所述地面气象观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、定时值FTM文本格式数据、A文本格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述无线电探空观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述风廓线观测格式转换模块集，用于解析中国气象局发送的ZRADA格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述海洋观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述飞机报观测格式转换模块集，用于解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
所述测风塔观测格式转换模块集，用于解析NRG文本格式、内部处理的文本格式，并将所述数据转换为LITTLE_R格式和ODB格式。
2.根据权利要求1所述的一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，所述地面气象观测格式转换模块集，包括地面观测数据结构模块、中国气象局定时值文本格式模块、中国气象局A文本格式模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模式、ODB数据格式模块。
3.根据权利要求1所述的一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，所述无线电探空观测格式转换模块集，包括探空观测数据结构模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
4.根据权利要求1所述的一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，所述风廓线观测格式转换模块集，包括风廓线观测数据结构模块、中国气象局ZRADA格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
5.根据权利要求1所述的一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，所述海洋观测格式转换模块集，包括海洋观测数据结构模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEPPREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
6.根据权利要求1所述的一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，所述飞机报观测格式转换模块集，包括飞机报观测数据格式模块、中国气象局CIMISS系统XML格式模块、NCEP PREPBUFR质控后二进制格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
7.根据权利要求1所述的一种气象观测数据格式转换系统，其特征在于，所述测风塔观测格式转换模块集，包括测风塔观测数据格式模块、NRG文本数据格式模块、LITTLE_R数据同化格式模块、ODB数据格式模块。
8.一种气象观测数据格式转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)中国气象局CIMISS系统观测点采集观测到的气象数据，所述数据带有站点编号、空间位置和观测记录链表信息，依次派发给地面气象观测格式转换模块集、无线电探空观测格式转换模块集、风廓线观测格式转换模块集、海洋观测格式转换模块集、飞机报观测格式转换模块集和测风塔观测格式转换模块集，进行数据处理；
2)所述地面气象观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、定时值FTM文本格式数据、A文本格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
3)所述无线电探空观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
4)所述风廓线观测格式转换模块集，解析中国气象局发送的ZRADA格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
5)所述海洋观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
6)所述飞机报观测格式转换模块集，解析中国气象局CIMISS系统派发的XML格式数据、NCEP质控后的PREPBUFR格式数据，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据；
7)所述测风塔观测格式转换模块集，解析NRG文本格式、内部处理的文本格式，并将所述数据转换为LITTLE_R格式数据和ODB格式数据。
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